[Java]基本数据类型与引用类型赋值的底层分析的小结

简介: [Java]基本数据类型与引用类型赋值的底层分析的小结

1、关于赋值

参考笔记一,P74.1。

一个小结 \color{blue}{一个小结}一个小结

所有引用都存于栈,而对象存于堆。引用所指向的可能存于栈,也可能存于方法区常量池。

1.1 基本数据类型赋值

final int a中a是常量,在int a中a是变量。

示例:int a = 10;

a是变量,10是常量(a与10都存于栈)。令a = 20,是将a的值直接由10改为20。

1.2 String类型赋值

String s = "abc"中,s是引用(也是变量,存于栈),"abc"是字符串常量,存于方法区的字符串常量池。令s = "123",是将s由指向"abc"转为指向"123",若"abc"没有其他引用指向就会被回收。

2、关于String赋值

参考笔记一,P74.2。

2.1 情形一

以下两种形式的定义的结果都相同,而底层分析略有不同。

形式一: \color{blue}{形式一:}形式一:

示例:

String s1 = "csdn", s2 = "csdn";
s2 = "2023";
sout s1;// 打印:csdn
sout s2;// 打印:2023

若方法区的字符串常量池中存在字符串常量“csdn”,则不会重新创建,直接将s1s2指向“csdn”

s2 = "2023",同样先判断是否存在"2023"。若不存在,则创建,然后将s2由指向"csdn"转为指向"2023"

因此,最终s1指向"csdn"s2指向"2023"

形式二: \color{green}{形式二:}形式二:

示例:

String s1 = "csdn", s2 = s1;
s2 = "2023";
sout s1;// 打印:csdn
sout s2;// 打印:2023

若存在“csdn”,则不会重新创建,直接将s1指向“csdn”,然后将s2指向s1的指向。

后续步骤同上,故结果相同。

这就是为何明明s2 = s1,而s2 = "2023",结果s2改变、s1不变的原因。

2.2 情形二

示例:

String s1 = "csdn", s2 = s1 + "2023", s3 = "csdn2023";
s2.equals(s3);// 结果:true

s2 = s1 + "2023",会先获取s1的指向,是"csdn"

然后为"csdn"复制一个副本,再转为 StringBuffer,后执行append("2023"),最后调用toString(),返回“csdn2023”

此时再判断字符串常量池中是否存在字符串常量"csdn2023",若不存在,则创建,然后将s2指向csdn2023”

因此,s2s3的结果相同。

3、关于String与char[]的比较

如果大家想要了解String类的底层,看这里 → String类。

参考笔记一,P74.3。

示例:

String s1 = "csdn";
char[] arr = {'c', 's', 'd', 'n'};
s1.equals(arr);// 结果:false-------A
s1.toString().equals(arr.toString());// 结果:false-------B
// 注:第一个toString()多余,第二个toString()是在底层调用
// 我这么写是为了方便大家理解

String类重写了equals(),在底层会先调用toString(),返回值后再判断;而char[]不是具体类型,不存在重写。当然,仍会调用toString(),即示例中的A与B等效,但调用的是Object类的toString()(返回地址),故不等。

4、不同类型引用分析

参考笔记一,P36.5;笔记二,P38.1。

4.1 int

示例:

int a = 100, b = a;

a、b、100都存于栈,令a = 20,是直接将a的值改为20,b的值仍为100。

4.2 Integer

关于八位有符号二进制的表示范围,可查阅博文《关于二进制的原码、补码和反码,以及表示范围、常见位运算符和进制转换的理解与简述》的第1.2项。

I n t e g e r 类的“自动装箱”和“自动拆箱”机制是什么? \color{grey}{Integer 类的“自动装箱”和“自动拆箱”机制是什么?}Integer类的自动装箱自动拆箱机制是什么?

  1. 包装类都具有自动装箱和自动拆箱的功能(以代码的角度上说,就是会在底层调用某个方法)。
  2. 为包装类Integer赋值时,自动装箱是底层调用了valueOf()。这里存在一个溢出 \color{red}{溢出}溢出问题。因为整型常量存储于方法区的整型常量池,而整型常量池使用8位有符号二进制表示整型。8位有符号二进制的表示范围是-128 ~ 127。若整型超出此此范围,就是“溢出”。
  3. “溢出”规定: \color{red}{“溢出”规定:}溢出规定:若整型在范围内,valueOf()底层创建整型常量,存储于整型常量池;否则创建 Integer 对象,存储于堆。

示例:

关于valueOf(),可参考Integer类的第4.33项。

Integer i1 = 1;
Integer i2 = new Integer(1);
Integer i3 = Integer.valueOf(1);
i1 == i2;// false
i1 == i3;// true
i2 == i3;// false
Integer i4 = 128;
Integer i5 = new Integer(128);
Integer i6 = Integer.valueOf(128);
i4 == i5;// false
i4 == i6;// false
i5 == i6;// false

底层分析:

  • i1指向整型常量1i2指向new Integer(1);由于1在表示范围内,故valueOf(1)返回整型常量1,则i3也指向整型常量1
  • 由于整型常量池仅能存储-128 ~ 127的整型常量,故i4指向new Integer(128)i5指向new Integer(128);由于128超出表示范围,故valueOf(128)返回new Integer(128)

扩展一点: \color{brown}{扩展一点:}扩展一点:

i1.equals(i2);// true
i1.equals(i3);// true
i2.equals(i3);// true
i4.equals(i5);// true
i4.equals(i6);// true
i5.equals(i6);// true

为何结果都为 \color{grey}{为何结果都为}为何结果都为true

关于equals(),可参考Integer类的第4.6项。

4.3 int[]

示例:

int[] arr1 = {1, 2, 3}, arr2 = arr1;

arr1arr2以及数组内所有的值都存于栈,{1, 2, 3}存储于堆。

arr1[0] = 10,是直接将1改为10,则arr1是{10, 2, 3};arr2与arr1指向相同,故arr2也是{10, 2, 3}

4.4 Integer[]

示例:

Integer[] arr1 = {1, 2, 3}, arr2 = arr1;

int[]不同的是,Integer[]内的所有元素都不是直接的值,而是引用,并且是 Integer 引用,指向整型常量池或堆。

不过,无论指向哪里,由于arr2与arr1始终指向相同,因此,令arr1[0] = 10,则arr1是{10, 2, 3},arr2同样是{10, 2, 3}

5、最后

本文中的例子是为了方便大家理解java基本数据类型和引用类型赋值时的底层而简单举例的,不一定有实用性。

P S : \color{green}{PS:}PS

大家在看完这篇文章后肯定想吐槽:“你说了这么多,示例结果还不是与我们平时使用时的结果无差别,有什么意义。”

哈哈…结果当然相同了,因为我阐述的是底层分析。这些呢在平时工作中一般是用不到的,因此,目的是为了让大家对java基本数据类型和引用类型赋值时的底层有进一步的理解。

本文完结。

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